(57)【要約】      （修正有）【課題】ロックアップ機構を十分に冷却でき、かつ構造が簡単なロックアップクラッチ付き流体伝動装置を提供する。【解決手段】トルクコンバータ１は、第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂを規定し、かつフロントカバー３を有するケース５と、ケース５に収納されるタービンハブ７と、タービンハブ７の外周に設けられ、第一および第二油圧室１０ａ、１０ｂを仕切るロックアップピストン４と、タービンハブ７とロックアップピストン４との界面に設けられて、第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での流体の移動を調整する溝７１とを備える。油圧差が所定値を超えるとロックアップピストン４がフロントカバー３と当接してロックアップ状態となり、かつ溝７１は流体の移動を規制する。油圧差が所定値以下であれば、ロックアップピストン４とフロントカバー３とがスリップ状態となり、かつ溝７１は第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での流体の移動を許容する。【選択図】        図１
2006283908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一および第二油圧室を規定し、かつフロントカバーを有するケースと、
前記ケースに収納されるタービンハブと、
前記タービンハブの外周に設けられ、前記第一および第二油圧室を仕切るロックアップピストンと、
前記タービンハブと前記ロックアップピストンとの間に設けられて前記タービンハブと前記ロックアップピストンとの界面における前記第一および第二油圧室間での流体の移動を調整する流量調整機構とを備えたロックアップクラッチ付き流体伝動装置であって、
前記第一および第二油圧室の油圧差が所定値を超えると前記ロックアップピストンが前記フロントカバーと当接してロックアップ状態となり、かつ前記流量調整機構は前記第一および第二油圧室間での流体の移動を規制し、
前記第一および第二油圧室の油圧差が所定値以下であれば前記ロックアップピストンと前記フロントカバーとがスリップ状態となり、かつ前記流量調整機構は前記第一および第二の油圧室間での流体の移動を許容する、ロックアップクラッチ付き流体伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロックアップクラッチ付き流体伝動装置に関し、より特定的には、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータは、たとえば特開２００１−１３２８１９号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１３２８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、ロックアップピストンの摩擦材対向面よりも内周側にロックアップピストンの回転中心線に対して傾斜する冷却通路を設け、ピストンを効果的に冷却し、スリップ制御作動領域の拡大を図る技術が開示されている。
【０００４】
一般に、スリップ制御を行なう流体継手では、トルクコンバータの耐熱性確保のためにツーウェイ式またはスリーウェイ式の構造が採用される。ツーウェイ式では高油圧室から低油圧室側へ流れる流量を確保し冷却を図る。具体的には、ロックアップピストンに潤滑孔を設定する。またスリーウェイ式では、高油圧室および低油圧室のシール構造を確保した上で、冷却油を循環させる構造を採用する。
【０００５】
ツーウェイ式では、完全ロックアップ時も高油圧室から低油圧室に流体が流れるため差圧が減少し、ロックアップ容量が低下するという問題があった。
【０００６】
また、スリーウェイ式ではコスト、サイズおよび重量が大きくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、完全ロックアップ時の差圧を確保しつつ、かつ小型化が可能なロックアップクラッチ付き流体伝動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従ったロックアップクラッチ付き流体伝動装置では、第一および第二油圧室を規定し、かつフロントカバーを有するケースと、ケースに収納されるタービンハブと、タービンハブの外周に設けられ、第一および第二油圧室を仕切るロックアップピストンと、タービンハブとロックアップピストンとの間に設けられてタービンハブとロックアップピストンとの界面における第一および第二油圧室間での流体の移動を調整する流量調整機構とを備える。第一および第二油圧室の油圧差が所定値を超えるとロックアップピストンがフロントカバーと当接してロックアップ状態となり、かつ流量調整機構は第一および第二油圧室間での流体の移動を規制する。第一および第二油圧室の油圧差が所定値以下であればロックアップピストンとフロントカバーとがスリップ状態となり、かつ流量調整機構は第一および第二の油圧室間での流体の移動を許容する。
【０００９】
このように構成されたロックアップクラッチ付き流体伝動装置では、第一および第二油圧室の油圧差が所定値を超えるとロックアップピストンがフロントカバーと当接してロックアップ状態となり、かつ流量調整機構は第一および第二油圧室間での流体の移動を規制する。そのため、第一および第二油圧室間での流体の移動が規制され、ロックアップ状態が確実に保持されることとなる。
【００１０】
また、スリップ状態では流量調整機構は第一および第二油圧室間での流体の移動を許容するため、流体伝動装置を効率的に冷却することができる。すなわち、本発明ではツーウェイ式を採用して小型化、軽量化および低コスト化を図るとともに、流量調整機構を設けることで完全ロックアップを図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に従えば、ロックアップ時のシール性が高く、かつ小型化、軽量化および低コスト化が可能なロックアップクラッチ付き流体伝動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったトルクコンバータの断面図である。流体伝動装置としてのトルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフトからトランスミッションのインプットシャフト６へトルクを伝達するための装置である。図１の左側にエンジンが配置され、右側にインプットシャフト６に繋がるようにトランスミッションが配置されている。インプットシャフト６がトルクコンバータ１の回転軸となる。
【００１４】
トルクコンバータ１は、３種類の羽車であるタービンランナ２、ポンプインペラ８およびステータ１２３を有する流体作動室と、ロックアップ機構７０とにより構成されている。
【００１５】
トルクコンバータ１０の前側、すなわちエンジンに近い側には、円盤形状のフロントカバー３が配置されており、回転軸から外側に延びるように、すなわちラジアル方向に延びるようにフロントカバー３が位置している。フロントカバー３はトルクコンバータ１の前面筐体として作用する。フロントカバー３にはインペラシェル１２６が固定されており、フロントカバー３とインペラシェル１２６とにより、構成されるケース５内の所定の空間に、トルクコンバータ１のさまざまな要素が配置される。フロントカバー３とインペラシェル１２６で取囲まれる空間はほぼ密閉された空間であり、この空間内にオートマチックフルード（ＡＴＦ）が封入されている。
【００１６】
フロントカバー３はエンジンからの動力を受取る部材であり、エンジンからフロントカバー３へ動力が入力されると、この動力がインペラシェル１２６へ伝わる。
【００１７】
インペラシェル１２６はポンプインペラ８を構成しており、ポンプインペラ８がインペラシェル１２６に一体的に構成される。ポンプインペラ８はタービンランナ２と向かい合うように配置され、インプットシャフト６の回転軸を中心として回転することが可能である。ポンプインペラ８には、作動流体をタービンランナ２へ向かって押し出すような形状の羽が設けられており、ポンプインペラ８が回転することでポンプインペラ８近傍の作動流体はタービンランナ２へ向かって押し出される。
【００１８】
ステータ１２３はポンプインペラ８とタービンランナ２との間に介在し、タービンランナ２からポンプインペラ８へ流れる作動油の流れ方向を変える働きをする。ステータ１２３はワンウェイクラッチ３７を介して固定シャフト３９に取付けられており、１方向にのみ回転することが可能である。ワンウェイクラッチ３７としては、ローラ、スプラグまたはラチェットを用いる構造を採用することができる。ステータ１２３は、タービンランナ２からポンプインペラ８へ戻る作動油の流れを整流するための羽であり、樹脂またはアルミニウム合金などにより構成される。
【００１９】
タービンランナ２は作動油を循環させる空間を構成するタービンシェル１３０を有し、ポンプインペラ８と向かい合うように配置される。タービンランナ２はポンプインペラ８が送り出す作動油を受取り、この作動油により回転力が付与される。タービンランナ２へ伝えられた作動油は内周側へ移動してステータ１２３を介して再度ポンプインペラ８側へ送られる。タービンランナ２はポンプインペラ８と別個独立に回転することが可能である。
【００２０】
ポンプインペラ８はフロントカバー３と一体回転するのに対し、タービンランナ２はロックアップピストン４と一体的に回転する。タービンシェル１３０と接触するように動力伝達部材２０４が配置される。動力伝達部材２０４はリベットまたはボルトなどの締結具でタービンシェル１３０と一体化されており、タービンシェル１３０と共に回転する。
【００２１】
動力伝達部材２０４およびタービンシェル１３０は、ともにタービンハブ７に固定されておりタービンハブ７とともにインプットシャフト６を回転させることが可能である。タービンハブ７はインプットシャフト６にたとえばスプライン嵌合しており、インプットシャフト６の外周側に位置する。タービンハブ７はインプットシャフト６とタービンシェル１３０とを接続し、タービンシェル１３０に入力された回転力をインプットシャフト６に伝える働きをする。次に、ロックアップ機構７０について説明する。ロックアップ機構７０は、フロントカバー３の回転力をインプットシャフト６に直接伝えるための装置であり、摩擦材としてのフェーシング材７６がフロントカバー３の内周面に接触することでフロントカバー３の回転力がインプットシャフト６へ伝えられる。ロックアップ機構７０はフェーシング材７６を取付けるためのロックアップピストン４を有する。ロックアップピストン４は、軸方向、すなわち、フロントカバー３に近づく方向とフロントカバー３から遠ざかる方向とに移動することが可能であり、フェーシング材７６がフロントカバー３に当接することを可能としている。ロックアップピストン４は回転の半径方向（ラジアル方向）に向かって延びる円盤形状であり、フロントカバー３に向かい合うように配置される。
【００２２】
ロックアップピストン４の外周側にフェーシング材７６が固定されており、内周側はタービンハブ７と接触している。
【００２３】
フロントカバー３とロックアップピストン４との間の空間が第一油圧室１０ａであり、ロックアップピストン４と動力伝達部材２０４との間の空間が第二油圧室１０ｂである。それぞれの第一および第二油圧室１０ａおよび１０ｂには作動油が満たされており、この油圧を変更することにより、ロックアップピストン４をフロントカバー３に近づく方向およびフロントカバー３から遠ざかる方向に移動させることが可能である。
【００２４】
ロックアップ機構７０には、ロックアップダンパ１７４が設けられており変動入力を緩和する役割を果たす。ロックアップダンパ１７４はばね部材により構成されており、トルクが加わるとばねの作用によりトルクの変動を和らげる働きをする。ロックアップダンパ１７４はロックアップピストン４と動力伝達部材２０４との間に介在している。
【００２５】
ロックアップ機構７０の動作について説明すると、トルクコンバータ１のトルク増幅作用を特に必要としないとき、フェーシング材７６をフロントカバー３に接触させることにより、フロントカバー３の回転力をインプットシャフト６に直接伝える。具体的には、第一油圧室１０ａ内の作動油を、連通孔６ｈを介して放出する。これにより、第一油圧室１０ａの油圧は、第二油圧室１０ｂの油圧よりも低くなる。その結果、ロックアップピストン４がフロントカバー３へ近づく方向に移動し、フェーシング材７６がフロントカバー３に接触する。これによりフロントカバー３の動力（回転力）がフェーシング材７６、ロックアップピストン４、動力伝達部材２０４、タービンハブ７を介してインプットシャフト６へ伝えられる。この状態ではトルクコンバータ１による動力の損失は殆ど発生しない。
【００２６】
トルクコンバータのトルク増幅作用が必要な場合には、連通孔６ｈを介して第一油圧室１０ａに作動油を送り込む。これにより、第一油圧室１０ａの圧力が高くなり、ロックアップピストン４はフロントカバー３から遠ざかる方向へ押し戻される。その結果、フロントカバー３とフェーシング材７６との間に隙間が生じ、フロントカバー３の回転力がフェーシング材７６へ伝えられることはない。
【００２７】
図２は、図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図２を参照して、タービンハブ７の上面７２には、溝７１が設けられている。溝７１は軸方向に延びており、溝７１を覆うようにロックアップピストン４の底面４１が位置している。ロックアップピストン４の底面４１はタービンハブ７の上面７２に固着されておらず、底面４１は上面７２に対して摺動して軸方向にスライドすることが可能である。図２で示す状態では、第一油圧室１０ａと第二油圧室１０ｂとの油圧の差が小さくロックアップが行なわれていない状態とされている。溝７１は、第一油圧室１０ａおよび第二油圧室１０ｂ内の作動油の流通経路となっており、ロックアップピストン４の位置に応じて溝７１を経由した第二油圧室１０ｂから１０ａへの作動油の流量が調整される。
【００２８】
図３は、ロックアップ機構７０がスリップ状態での溝とロックアップピストンの関係を示す斜視図である。図３を参照して、溝７１は上面７２に設けられて一方向に延びるほぼ長方形状である。なお、溝７１の形状は図３で示すものに限られず、円形、楕円形などの他に、複数本のスリット状の溝が設けられていてもよい。溝７１を塞ぐようにロックアップピストン４の底面４１が位置している。図３で示す状態では、溝７１の両端部を底面４１が塞いでいないため、この両端部を経由して矢印１０ｃで示す方向に、第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへ作動油が流通することが可能である。作動油が第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへ流通することで、冷却媒体としての作動油の流量が多くなる。これにより、フェーシング材７６のスリップ時に発生する熱を作動流体が奪うことができる。
【００２９】
図４は、ロックアップ状態でのタービンハブとロックアップピストンの拡大断面図である。図４を参照して、第二油圧室１０ｂの油圧が第一油圧室１０ａの油圧よりも十分に大きくなると、第二油圧室１０ｂの油圧がロックアップピストン４をフロントカバー３に近づく方向に押付ける。これにより、図１で示すフェーシング材７６がフロントカバー３に当接してロックアップ状態となる。このとき、ロックアップピストン４の底面４１もフロントカバー３側にずれて溝７１の先端部分を塞ぐ。これにより第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへの作動油の流れが制限され、完全なロックアップ状態となる。
【００３０】
図５は、ロックアップ状態での溝とロックアップピストンとの関係を示す斜視図である。図５を参照して、ロックアップピストン４の底面４１は図３で示す状態から移動して溝７１の先端部分をロックアップピストン４の底面４１が覆う。これにより、矢印１０ｄで示す方向の作動油の流路が閉ざされ、作動油は第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへ流れる経路が断たれる。その結果、第一油圧室１０ａと第二油圧室１０ｂとの油圧差が確保でき、ロックアップ容量を向上させることができる。
【００３１】
このように構成されたトルクコンバータ１はロックアップクラッチ付きの流体伝動装置であって、第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂを規定し、かつフロントカバー３を有するケース５と、ケース５に収納されるタービンハブ７と、タービンハブ７の外周に設けられ、第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂを仕切るロックアップピストン４と、タービンハブ７とロックアップピストン４との間に設けられてタービンハブ７とロックアップピストン４との界面における第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での流体の移動を調整する流量調整機構としての溝７１とを備える。第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂの油圧差が所定値を超えるとロックアップピストン４のフェーシング材７６がフロントカバー３と当接してロックアップ状態となり、かつ溝７１は第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへの流体の移動を規制する。第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂの油圧差が所定値以下であればロックアップピストン４とフロントカバー３とがスリップ状態となり、かつ溝は第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での流体の移動を許容する。
【００３２】
このように構成されたトルクコンバータ１では、図３で示すように、ロックアップスリップ時には第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへの作動油の流れを許容するためロックアップスリップ状態のフェーシング材７６を冷却することができる。これに対して、ロックアップ時には図５で示すように第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへの作動油の流れを断ち切ることができ、第一油圧室１０ａおよび第二油圧室１０ｂ間での差動油の流れを遮断し、第一油圧室１０ａおよび第二油圧室１０ｂ間の差圧を確保することができる。その結果、簡単な構造でかつロックアップ時のロックアップ圧を確保することができるトルクコンバータ１を提供することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータであって、スリップ状態の断面図である。図６では、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータのタービンハブとロックアップピストンとを拡大して示している。図６を参照して、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータ１では、ロックアップピストン４の底面４１に溝４２が設けられている点で、実施の形態１に従ったトルクコンバータと異なる。溝４２はテーパ形状に設けられ、第一油圧室１０ａおよび第二油圧室１０ｂ間での作動油の移動を調整する流量調整機構として作用する。図６で示す状態では、第一油圧室１０ａと第二油圧室１０ｂの油圧差が小さいスリップ状態である。タービンハブ７の外周にはシール部材２０７が設けられているが、シール部材２０７と溝４２との間に隙間が形成されており、この隙間を作動油が流れる。これにより、第二油圧室１０ｂから第一油圧室１０ａへ作動油が流れる。
【００３４】
図７は、この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータであって、ロックアップ状態の断面図である。図７を参照して、ロックアップ状態では、ロックアップピストン４がフロントカバー３側へ移動し、これに伴い、ロックアップピストン４に設けられた溝４２もフロントカバー３側へ移動する。その結果、シール部材２０７とロックアップピストン４との間に隙間がなくなり、ロックアップピストン４とタービンハブ７との界面において、第一油圧室１０ａおよび第二油圧室１０ｂ間での作動油の移動がなくなる。このため、確実にロックアップ状態を保持できる。
【００３５】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、本発明の実施の形態では、流量調整機構として溝７１，４２を示したが、これに限られるものではなく、流量を調整するバルブ機構をタービンハブ７とロックアップピストン４との間に設けてもよい。さらに、ロックアップピストン４自体に流量調整バルブを設け、差圧が小さいときには第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での作動油の流れを許容し、差圧が大きくなるとバルブが閉じて第一および第二油圧室１０ａ，１０ｂ間での作動油の流れを止める構造としてもよい。
【００３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、たとえば車両に搭載されるトルクコンバータの分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１に従ったトルクコンバータの断面図である。
【図２】図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】スリップ状態での溝とロックアップピストンの関係を示す斜視図である。
【図４】ロックアップ状態でのタービンハブとロックアップピストンの拡大断面図である。
【図５】ロックアップ状態での溝とロックアップピストンとの関係を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータであって、スリップ状態の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に従ったトルクコンバータであって、ロックアップ状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  トルクコンバータ、２  タービンランナ、３  フロントカバー、４  ロックアップピストン、５  ケース、６  インプットシャフト、７  タービンハブ、８  ポンプインペラ、１０ａ  第一油圧室、１０ｂ  第二油圧室、３７  ワンウェイクラッチ、７０  ロックアップ機構、７６  フェーシング材、１２７  ステータ、１２６  インペラシェル、１３０  タービンシェル、１７４  ロックアップダンパ、２０４  動力伝達部材、２０７  シール部材。
【図１】
2006283908.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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